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Les processus moléculaires qui déterminent le niveau de fertilité mâle sont encore largement méconnus, en particulier chez les volailles. Chez ces dernières, après des décennies de sélection génétique, on observe une très grande variabilité de la fertilité des mâles. Ainsi, la comparaison des caractéristiques du sperme des animaux les plus fertiles et des moins fertiles est un bon moyen de comprendre les mécanismes qui déterminent le niveau de fertilité du mâle. Les protéines contenues dans les spermatozoïdes reflètent les différents processus moléculaires nécessaires à l’obtention d’un spermatozoïde fécondant.

En mobilisant des approches protéomiques (plateforme PIXANIM), des chercheurs de l’UMR PRC ont cherché à identifier les protéines liées à la capacité fécondante des spermatozoïdes chez des poulets de chair. Les spermatozoïdes de coqs subfertiles (taux de fertilité inférieur à 40 %, n=11) ont été comparés à ceux d’animaux fertiles (taux de fertilité supérieur à 70 %, n=14). Un bilan spermatique classique in vitro montre une réduction de la motilité des spermatozoïdes des coqs subfertiles.

Les contenus protéiques des spermatozoïdes de coqs fertiles et subfertiles ont été comparés à l'aide de deux méthodes d’analyse protéomique quantitative complémentaires : la spectrométrie de masse MALDI-TOF sur cellules intactes pour une analyse des petites protéines et des peptides endogènes et la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse pour une analyse des protéines plus grosses obtenues après digestion enzymatique.

La fertilité mâle : plus d'une cinquantaine de protéines en jeu
En combinant les deux méthodes, 57 protéines ont été identifiées comme différentiellement abondantes en fonction du niveau de fertilité des coqs. La plupart d'entre elles (50) ont été reliées pour la première fois au niveau de fertilité ; certaines mais pas toutes apparaissent liées aux défauts de motilité. En effet, ces protéines sont impliquées dans diverses voies moléculaires, dont l'intégrité et le mouvement du flagelle, les fonctions mitochondriales, la maturation des spermatozoïdes et dans les événements se déroulant dans le tractus femelle, comme le stockage et l'interaction entre l’ovocyte et les spermatozoïdes.
Les résultats de cette étude améliorent la compréhension de la biologie des spermatozoïdes de coq et révèlent de nouveaux acteurs impliqués dans le phénomène complexe qu’est la fertilité mâle. Celle-ci est le résultat de multiples fonctions cellulaires et moléculaires, qu’un examen classique de semence ne révèle pas forcément.

Vers l’identification de biomarqueurs génériques
Parmi les protéines identifiées chez le poulet, certaines, comme ENO1, sont également connues comme des marqueurs de fertilité dans les spermatozoïdes de taureaux. Ces données suggèrent ainsi des mécanismes communs à plusieurs espèces animales.

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